CN221067765U - 多挡位纵置混合动力汽车驱动*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了多挡位纵置混合动力汽车驱动***，包括：发动机、行星齿轮机构、第一离合器、第二离合器、发电机、驱动电机、齿轮传动***、第一换挡机构、第二换挡机构和输出轴，第一离合器用于锁止行星齿轮机构的太阳轮，第二离合器用于锁止行星齿轮机构，行星齿轮机构的输出端通过齿轮传动***和第一换挡机构与输出轴相连，驱动电机的电机轴通过齿轮传动机构和第二换挡机构与输出轴相连。本实用新型提供的多挡位纵置混合动力汽车驱动***，在全部车速范围内都能实现无极调速混动驱动和纯电驱动功能，通过四个发动机直驱的固定速比挡位和两个驱动电机固定速比进行组合，具有更好的燃油经济性；能够实现无动力中断换挡。

Description

多挡位纵置混合动力汽车驱动***

技术领域

本实用新型涉及混合动力汽车驱动传动技术领域，尤其涉及多挡位纵置混合动力汽车驱动***。

背景技术

混合动力汽车是将动力电池的电能通过电机与某种形式的发动机进行特定形式的融合，实现整车驱动的动力***形态。混合动力有多种构型方式，能够满足整车的不同功能和性能需求。

现有的针对纵置车型的混合动力驱动***中，发动机一般只能进行单纯的发电，通过增程发电的方式满足电能补充的需求，或者通过简单的结构配合实现在特定车速段的发动机直驱功能，油耗高，经济性差；在发动机直驱模式下无法满足发动机多挡调速的需求；驱动扭矩和电机的最高转速也难以优化。

发明内容

本实用新型的目的是要提供多挡位纵置混合动力汽车驱动***，可以解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

本实用新型提供的多挡位纵置混合动力汽车驱动***，包括：发动机、行星齿轮机构、第一离合器、第二离合器、发电机、驱动电机、齿轮传动***、第一换挡机构、第二换挡机构和输出轴，发动机的输出端与行星齿轮机构的行星架相连，发电机与行星齿轮机构的太阳轮相连，行星齿轮机构的齿圈作为行星齿轮机构的输出端，第一离合器用于锁止行星齿轮机构的太阳轮，第二离合器用于锁止行星齿轮机构，行星齿轮机构的输出端通过齿轮传动***和第一换挡机构与输出轴相连，第一换挡机构能够使行星齿轮机构的输出实现两个可以切换的挡位；驱动电机的电机轴通过齿轮传动机构和第二换挡机构与输出轴相连，第二换挡机构能够使驱动电机实现两个可以切换的挡位；齿轮传动机构包括第一平行轴、第二平行轴和若干齿轮，第一平行轴和第二平行轴与输出轴平行设置，第一换挡机构设置在第一平行轴上，第二换挡机构设置在第二平行轴上。

在一些实施方式中，齿轮传动机构包括第一平行轴、第二平行轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮、第八齿轮、第九齿轮、第十齿轮、第十一齿轮和第十二齿轮，第一齿轮和第二齿轮与行星齿轮机构的输出端相连，第三齿轮、第四齿轮和第五齿轮设置在第一平行轴上，第一换挡机构设置在第三齿轮和第四齿轮之间，第一换挡机构能够与第三齿轮或第四齿轮啮合，以实现换挡功能，第一齿轮和第三齿轮啮合，第二齿轮和第四齿轮啮合，第五齿轮和第六齿轮啮合，第六齿轮与输出轴相连；第七齿轮与驱动电机的电机轴相连，第八齿轮、第九齿轮和第十齿轮设置在第二平行轴上，第二换挡机构设置在第九齿轮和第十齿轮之间，第二换挡机构能够与第九齿轮或第十齿轮啮合，以实现换挡功能，第七齿轮和第八齿轮啮合，第九齿轮和第十一齿轮啮合，第十齿轮和第十二齿轮啮合，第十一齿轮和第十二齿轮分别与输出轴相连。

在一些实施方式中，齿轮传动机构包括第一平行轴、第二平行轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮、第八齿轮、第九齿轮、第十齿轮、第十一齿轮和第十二齿轮，第一齿轮与行星齿轮机构的输出端相连，第三齿轮、第四齿轮和第五齿轮设置在第一平行轴上，第一换挡机构设置在第四齿轮和第五齿轮之间，第一换挡机构能够与第四齿轮或第五齿轮啮合，以实现换挡功能，第一齿轮和第三齿轮啮合，第二齿轮和第四齿轮啮合，第五齿轮和第六齿轮啮合，第二齿轮和第六齿轮分别与输出轴相连；第七齿轮与驱动电机的电机轴相连，第八齿轮、第九齿轮和第十齿轮设置在第二平行轴上，第二换挡机构设置在第九齿轮和第十齿轮之间，第二换挡机构能够与第九齿轮或第十齿轮啮合，以实现换挡功能，第七齿轮和第八齿轮啮合，第九齿轮和第十一齿轮啮合，第十齿轮和第十二齿轮啮合，第十一齿轮和第十二齿轮分别与输出轴相连。

在一些实施方式中，发动机的输出端设置有减震器。

在一些实施方式中，发动机的输出轴与行星齿轮机构之间设置有单向离合器。

在一些实施方式中，第一换挡机构具有空挡，空挡用于将行星齿轮机构的输出端和输出轴断开连接。

在一些实施方式中，第二换挡机构具有空挡，空挡用于将驱动电机和输出轴断开连接。

在一些实施方式中，输出轴通过传动轴与车桥相连。

本实用新型提供的多挡位纵置混合动力汽车驱动***，能够实现车型需要的纯电模式和混动模式，在全部车速范围内都能实现无极调速混动驱动和纯电驱动功能，通过四个发动机直驱的固定速比挡位和两个驱动电机固定速比进行组合，具有更好的燃油经济性；能够实现无动力中断换挡。

另外，在本实用新型技术方案中，凡未作特别说明的，均可通过采用本领域中的常规手段来实现本技术方案。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的多挡位纵置混合动力汽车驱动***的结构示意图。

图2为本实用新型另一实施例提供的多挡位纵置混合动力汽车驱动***的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如包含了一系列的步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、***、产品或设备固有的其他步骤或单元。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

参考说明书附图1，本实用新型实施例提供了一种多挡位纵置混合动力汽车驱动***，包括：发动机1、行星齿轮机构2、第一离合器3、第二离合器4、发电机5、驱动电机6、齿轮传动机构、第一换挡机构8、第二换挡机构9和输出轴10。

其中，发动机1的输出端与行星齿轮机构2的行星架相连，发电机5与行星齿轮机构2的太阳轮相连，行星齿轮机构2的齿圈作为行星齿轮机构2的输出端，第一离合器3用于锁止行星齿轮机构2的太阳轮，第二离合器4用于锁止行星齿轮机构2，行星齿轮机构2的输出端通过齿轮传动机构和第一换挡机构8与输出轴10相连，第一换挡机构8能够使行星齿轮机构2的输出实现两个可以切换的挡位；驱动电机6的电机轴通过齿轮传动机构和第二换挡机构9与输出轴10相连，第二换挡机构9能够使驱动电机6实现两个可以切换的挡位；齿轮传动机构包括第一平行轴701、第二平行轴702和若干齿轮，第一平行轴701和第二平行轴702与输出轴10平行设置，第一换挡机构8设置在第一平行轴701上，第二换挡机构9设置在第二平行轴702上。

具体的，发电机5和驱动电机6可以采用同轴的方式进行布置。

参考说明书附图1，齿轮传动机构可以包括第一平行轴701、第二平行轴702、第一齿轮703、第二齿轮704、第三齿轮705、第四齿轮706、第五齿轮707、第六齿轮708、第七齿轮709、第八齿轮710、第九齿轮711、第十齿轮712、第十一齿轮713和第十二齿轮714。

具体的，第一齿轮703和第二齿轮704与行星齿轮机构2的输出端相连，第三齿轮705、第四齿轮706和第五齿轮707设置在第一平行轴701上，第一换挡机构8设置在第三齿轮705和第四齿轮706之间，第一换挡机构8能够与第三齿轮705或第四齿轮706啮合，以实现换挡功能，第一齿轮703和第三齿轮705啮合，第二齿轮704和第四齿轮706啮合，第五齿轮707和第六齿轮708啮合，第六齿轮708与输出轴10相连；第七齿轮709与驱动电机6的电机轴相连，第八齿轮710、第九齿轮711和第十齿轮712设置在第二平行轴702上，第二换挡机构9设置在第九齿轮711和第十齿轮712之间，第二换挡机构9能够与第九齿轮711或第十齿轮712啮合，以实现换挡功能，第七齿轮709和第八齿轮710啮合，第九齿轮711和第十一齿轮713啮合，第十齿轮712和第十二齿轮714啮合，第十一齿轮713和第十二齿轮714分别与输出轴10相连。

参考说明书附图2，齿轮传动机构可以包括第一平行轴701、第二平行轴702、第一齿轮703、第二齿轮704、第三齿轮705、第四齿轮706、第五齿轮707、第六齿轮708、第七齿轮709、第八齿轮710、第九齿轮711、第十齿轮712、第十一齿轮713和第十二齿轮714。

其中，第一齿轮703与行星齿轮机构2的输出端相连，第三齿轮705、第四齿轮706和第五齿轮707设置在第一平行轴701上，第一换挡机构8设置在第四齿轮706和第五齿轮707之间，第一换挡机构8能够与第四齿轮706或第五齿轮707啮合，以实现换挡功能，第一齿轮703和第三齿轮705啮合，第二齿轮704和第四齿轮706啮合，第五齿轮707和第六齿轮708啮合，第二齿轮704和第六齿轮708分别与输出轴10相连；第七齿轮709与驱动电机6的电机轴相连，第八齿轮710、第九齿轮711和第十齿轮712设置在第二平行轴702上，第二换挡机构9设置在第九齿轮711和第十齿轮712之间，第二换挡机构9能够与第九齿轮711或第十齿轮712啮合，以实现换挡功能，第七齿轮709和第八齿轮710啮合，第九齿轮711和第十一齿轮713啮合，第十齿轮712和第十二齿轮714啮合，第十一齿轮713和第十二齿轮714分别与输出轴10相连。

在可选的实施例中，第一换挡机构8具有空挡，空挡用于将行星齿轮机构2的输出端和输出轴10断开连接。第二换挡机构9具有空挡，空挡用于将驱动电机6和输出轴10断开连接。

在可选的实施例中，发动机1的输出端可以设置有减震器11。

在可选的实施例中，发动机1的输出轴与行星齿轮机构2之间可以设置有单向离合器12。由此，当发动机1不工作的时候，单向离合器12能够通过行星齿轮机构2所需的扭矩，满足行星齿轮机构2的运行要求。

在可选的实施例中，输出轴10可以通过传动轴与车桥相连。

在可选的实施例中，第一换挡机构8和第二换挡机构9都可以选用拨叉换挡机构。

本实用新型实施例提供的多挡位纵置混合动力汽车驱动***，能够实现以下驱动模式：

纯电驱动模式，即发动机1不工作，由驱动电机6单独驱动或发电机5和驱动电机6实现双电机驱动，此时第一离合器3和第二离合器4均打开。在此驱动模式下，第二换挡机构9支持驱动电机6实现两种纯电驱动挡位，第一换挡机构8支持发电机5实现两种纯电驱动挡位，由于第一换挡机构8和第二换挡机构9的挡位完全独立选择，因此在纯电驱动模式下有四个挡位可供选择。

混合动力驱动模式，即发动机1、发电机5和驱动电机6都参与工作，发电机5用于发电，驱动电机6用于能量回收或助力驱动。在行星齿轮机构2的齿圈转速一定时，可以通过调整电机的转速使发动机工作在最优点，以实现无极调速功能。驱动电机6在混合动力驱动模式下，和发动机1处于并联驱动关系，在大扭矩工况下，驱动电机6可以实现助力驱动功能；在车辆减速时，驱动电机6可以实现能量回收功能。

在混合动力驱动模式下，通过控制第一离合器3、第二离合器4、第一换挡机构8和第二换挡机构9，具体还能够实现以下工作模式：

a.驱动电机6通过第二换挡机构9连接到输出轴10，由此能够实现两个挡位的切换。在低速大扭矩工况下，驱动电机处于较大速比的一挡，由此实现更好的动力性，在高速工况下，驱动电机处于较小速比的一挡，驱动电机的转速更低，更加节能，当无需驱动电机6参与工作，驱动电机处于空挡，有效降低驱动电机的拖转损耗。

b.在第一离合器3和第二离合器4均打开的情况下，发动机1的动力通过行星齿轮机构2的齿圈和第一平行轴701输出到输出轴10，通过第一平行轴701上的第一换挡机构8实现两个挡位的切换，此时发动机1和发电机5工作在功率分流模式，两个挡位的切换使驱动***能够实现第一功率分流模式和第二功率分流模式两种功率分流模式，这两种功率分流模式在不同车速下实现不同的效率，可以根据实际情况选择合适的功率分流模式，提高整车的效率。

c.当第一离合器3打开，第二离合器4锁止时，行星齿轮机构2的太阳轮、齿圈和行星架按照相同的转速旋转，发动机1和发电机5的转速相同，扭矩能够以相互叠加的方式输出，配合第一换挡机构8的挡位选择，能够实现第一发动机直驱模式和第二发动机直驱模式。

d.当第一离合器3锁止，第二离合器4打开时，行星齿轮机构2的太阳轮被锁止，发电机5不参与工作，发动机扭矩通过行星齿轮传递到齿圈齿圈转速高于发动机1转速并保持固定的速比输出，配合第一换挡机构8的挡位选择，能够实现第三发动机直驱模式和第四发动机直驱模式。

e.在两种功率分流模式和四种发动机直驱模式中，驱动电机都可以在两个挡位之间切换，因此多挡位纵置混合动力汽车驱动***能够实现八个固定速比的挡位组合和四种功率分流挡位组合。

本实用新型提供的多挡位纵置混合动力汽车驱动***，具有以下有益效果：

(1)将发动机和发电机通过行星齿轮机构连接，实现发动机的无极调速。发动机扭矩通过行星齿轮机构的齿圈输出，齿圈输出的扭矩通过第一换挡机构能够实现两挡切换功能，驱动电机通过齿轮传动机构和第二换挡机构与输出轴相连，驱动电机的输出通过第二换挡机构能够实现两挡切换的功能，驱动电机的输出与行星齿轮机构的输出能够实现并联驱动；

(2)在纯电驱动模式下，发电机和驱动电机能够实现双电机驱动，最大程度地利用各部件的能力；

(3)通过第一离合器和第二离合器能够实现两种不同的行星齿轮机构锁止方案，实现发动机的直驱功能，配合第一换挡机构和第二换挡机构，发动机能够具有四个直驱速比，在发动机速比切换中，通过电机扭矩的连续输出保证了无动力中断换挡的实现；

(4)驱动电机动力输出可以切换两个挡位，驱动电机换挡同样能够实现无动力中断换挡，在驱动电机换挡时，发动机通过行星齿轮机构输出的扭矩能够保持在稳定的状态，满足车辆的驱动需求，使驱动电机换挡时驱动***没有动力损失；

(5)在高车速时，通过切换驱动电机的挡位能够实现更低的驱动电机转速，降低了驱动***的能耗；在低车速但有较高动力需求时，通过切换驱动电机的挡位，能够实现更大的扭矩放大能力；在无需驱动电机参与工作时，可以将驱动电机的挡位调至空挡，此时实现发动机直驱模式，避免驱动电机的拖动损耗，提高驱动***的整体效率。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的，对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (8)

1.多挡位纵置混合动力汽车驱动***，其特征在于，包括：

发动机(1)、行星齿轮机构(2)、第一离合器(3)、第二离合器(4)、发电机(5)、驱动电机(6)、齿轮传动机构、第一换挡机构(8)、第二换挡机构(9)和输出轴(10)，

所述发动机(1)的输出端与所述行星齿轮机构(2)的行星架相连，所述发电机(5)与所述行星齿轮机构(2)的太阳轮相连，所述行星齿轮机构(2)的齿圈作为所述行星齿轮机构(2)的输出端，

所述第一离合器(3)用于锁止所述行星齿轮机构(2)的太阳轮，所述第二离合器(4)用于锁止所述行星齿轮机构(2)，

所述行星齿轮机构(2)的输出端通过所述齿轮传动机构和第一换挡机构(8)与所述输出轴(10)相连，所述第一换挡机构(8)能够使所述行星齿轮机构(2)的输出实现两个可以切换的挡位；

所述驱动电机(6)的电机轴通过所述齿轮传动机构和第二换挡机构(9)与所述输出轴(10)相连，所述第二换挡机构(9)能够使驱动电机(6)实现两个可以切换的挡位；

所述齿轮传动机构包括第一平行轴(701)、第二平行轴(702)和若干齿轮，所述第一平行轴(701)和所述第二平行轴(702)与所述输出轴(10)平行设置，所述第一换挡机构(8)设置在所述第一平行轴(701)上，所述第二换挡机构(9)设置在所述第二平行轴(702)上。

2.根据权利要求1所述的多挡位纵置混合动力汽车驱动***，其特征在于，

所述齿轮传动机构包括第一平行轴(701)、第二平行轴(702)、第一齿轮(703)、第二齿轮(704)、第三齿轮(705)、第四齿轮(706)、第五齿轮(707)、第六齿轮(708)、第七齿轮(709)、第八齿轮(710)、第九齿轮(711)、第十齿轮(712)、第十一齿轮(713)和第十二齿轮(714)，

所述第一齿轮(703)和所述第二齿轮(704)与所述行星齿轮机构(2)的输出端相连，所述第三齿轮(705)、所述第四齿轮(706)和所述第五齿轮(707)设置在所述第一平行轴(701)上，所述第一换挡机构(8)设置在所述第三齿轮(705)和所述第四齿轮(706)之间，所述第一换挡机构(8)能够与所述第三齿轮(705)或所述第四齿轮(706)啮合，以实现换挡功能，所述第一齿轮(703)和所述第三齿轮(705)啮合，所述第二齿轮(704)和所述所述第四齿轮(706)啮合，所述第五齿轮(707)和所述第六齿轮(708)啮合，所述第六齿轮(708)与所述输出轴(10)相连；

所述第七齿轮(709)与所述驱动电机(6)的电机轴相连，所述第八齿轮(710)、所述第九齿轮(711)和所述第十齿轮(712)设置在所述第二平行轴(702)上，所述第二换挡机构(9)设置在所述第九齿轮(711)和所述第十齿轮(712)之间，所述第二换挡机构(9)能够与所述第九齿轮(711)或所述第十齿轮(712)啮合，以实现换挡功能，所述第七齿轮(709)和所述第八齿轮(710)啮合，所述第九齿轮(711)和所述第十一齿轮(713)啮合，所述第十齿轮(712)和所述第十二齿轮(714)啮合，所述第十一齿轮(713)和所述第十二齿轮(714)分别与所述输出轴(10)相连。

3.根据权利要求1所述的多挡位纵置混合动力汽车驱动***，其特征在于，

所述齿轮传动机构包括第一平行轴(701)、第二平行轴(702)、第一齿轮(703)、第二齿轮(704)、第三齿轮(705)、第四齿轮(706)、第五齿轮(707)、第六齿轮(708)、第七齿轮(709)、第八齿轮(710)、第九齿轮(711)、第十齿轮(712)、第十一齿轮(713)和第十二齿轮(714)，

所述第一齿轮(703)与所述行星齿轮机构(2)的输出端相连，所述第三齿轮(705)、所述第四齿轮(706)和所述第五齿轮(707)设置在所述第一平行轴(701)上，所述第一换挡机构(8)设置在所述第四齿轮(706)和所述第五齿轮(707)之间，所述第一换挡机构(8)能够与所述第四齿轮(706)或所述第五齿轮(707)啮合，以实现换挡功能，所述第一齿轮(703)和所述第三齿轮(705)啮合，所述第二齿轮(704)和所述所述第四齿轮(706)啮合，所述第五齿轮(707)和所述第六齿轮(708)啮合，所述第二齿轮(704)和所述第六齿轮(708)分别与所述输出轴(10)相连；

所述第七齿轮(709)与所述驱动电机(6)的电机轴相连，所述第八齿轮(710)、所述第九齿轮(711)和所述第十齿轮(712)设置在所述第二平行轴(702)上，所述第二换挡机构(9)设置在所述第九齿轮(711)和所述第十齿轮(712)之间，所述第二换挡机构(9)能够与所述第九齿轮(711)或所述第十齿轮(712)啮合，以实现换挡功能，所述第七齿轮(709)和所述第八齿轮(710)啮合，所述第九齿轮(711)和所述第十一齿轮(713)啮合，所述第十齿轮(712)和所述第十二齿轮(714)啮合，所述第十一齿轮(713)和所述第十二齿轮(714)分别与所述输出轴(10)相连。

4.根据权利要求1所述的多挡位纵置混合动力汽车驱动***，其特征在于，所述发动机(1)的输出端设置有减震器(11)。

5.根据权利要求1所述的多挡位纵置混合动力汽车驱动***，其特征在于，所述发动机(1)的输出轴与所述行星齿轮机构(2)之间设置有单向离合器(12)。

6.根据权利要求1所述的多挡位纵置混合动力汽车驱动***，其特征在于，所述第一换挡机构(8)具有空挡，空挡用于将所述行星齿轮机构(2)的输出端和所述输出轴(10)断开连接。

7.根据权利要求1所述的多挡位纵置混合动力汽车驱动***，其特征在于，所述第二换挡机构(9)具有空挡，空挡用于将所述驱动电机(6)和所述输出轴(10)断开连接。

8.根据权利要求1所述的多挡位纵置混合动力汽车驱动***，其特征在于，所述输出轴(10)通过传动轴与车桥相连。